(57)【要約】      （修正有）【課題】ネットワーク再構成のための処理量を軽減できるクラスタ・ツリーネットワークを提供する。【解決手段】網管理サーバ１１０は、複数のノードの自アドレスを記憶するとともに、複数のノードのうちの、代替えを行なった代替え元ノードＢ１、Ｃ４の代替えアドレスを記憶するノード管理テーブル記憶部と、網管理サーバ１１０から宛先ノードＣ６までに経由する代替え元ノードＢ１及びＣ４の代替えアドレス情報「１：１：１：１：１：１：２」及び「１：１：１：２」と、宛先ノードＣ６の上位の代替え元ノードＣ４から宛先ノードＣ６に送信データを転送するための宛先アドレス情報「１：１：０」とを含む送信アドレス「１：１：１：１：１：１：２：１：１：１：２：１：１：０：０：０」を生成する送信アドレス生成部と、送信アドレスを含む送信データを送信する送信部とを備える。【選択図】図１
2013183262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークにおける網管理サーバであって、
前記複数のノードの各々の自アドレスを記憶するとともに、前記複数のノードのうちの、代替えを行なった代替え元ノードの代替えアドレスを記憶するノード管理テーブル記憶部と、
前記網管理サーバから宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレス情報と前記宛先ノードの上位の代替え元ノードから前記宛先ノードに前記送信データを転送するための宛先アドレス情報とを含む送信アドレスを生成する送信アドレス生成部と、
前記送信アドレスを含む送信データを送信する送信部と、
を備えたことを特徴とする網管理サーバ。
【請求項２】
前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレスの実効部分、及び前記最上位の代替え元ノードより下位の代替え元ノードの代替えアドレスのうちの、当該代替え元ノードの上位の代替え元ノードの代替え前の自アドレスとの相違部分であることを特徴とする請求項１に記載の網管理サーバ。
【請求項３】
前記宛先アドレス情報は、前記宛先ノードの自アドレスのうちの、前記上位の代替え元ノードの代替え前の自アドレスとの相違部分であることを特徴とする請求項２に記載の網管理サーバ。
【請求項４】
前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレス、及び前記網管理サーバから前記宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレスに付与された識別情報であることを特徴とする請求項１に記載の網管理サーバ。
【請求項５】
前記宛先アドレス情報は、前記宛先ノードが代替え元ノードでない場合は前記宛先ノード自アドレスであり、前記宛先ノードが代替え元ノードである場合はその代替えアドレスであることを特徴とする請求項４に記載の網管理サーバ。
【請求項６】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークにおけるノードであって、
自アドレスを記憶する自アドレス記憶部と、
親ノードの代替えが行なわれた場合に、代替えアドレスを記憶する代替えアドレス記憶部と、
送信データを受信する受信部と、
受信した前記送信データに含まれる送信アドレスを、当該送信アドレスの先頭部分に次の代替え元ノード又は宛先ノードまでの経路情報を含むように、更新するアドレス更新部と、
更新された送信アドレスを含む送信データを送信する送信部と、
を備えたことを特徴とするノード。
【請求項７】
前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレスの実効部分、及び代替え元ノードの代替えアドレスのうちの、当該代替え元ノードの上位の代替え元ノードの代替え前の自アドレスとの相違部分であり、
前記アドレス更新部は、前記代替えアドレス情報の先頭部分に含まれる、自ノードの前記代替えアドレスの実効部分を、代替え前の元の自アドレスの実効部分に変更することを特徴とする請求項６に記載のノード。
【請求項８】
前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレス、及び前記網管理サーバから前記宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレスに付与された識別情報であり、
前記宛先アドレス情報は、前記宛先ノードの自アドレスであり、
前記アドレス更新部は、自ノードの前記識別情報の次の識別情報がある場合には、当該次の識別情報に対応する代替えアドレスを前記代替えアドレス情報の先頭にし、自ノードの前記識別情報の次の識別情報がない場合には、前記宛先ノードの自アドレスを前記代替えアドレス情報の先頭にすることを特徴とする請求項６に記載のノード。
【請求項９】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークの網管理サーバにおけるデータ送信方法であって、
前記複数のノードの各々の自アドレスを記憶するとともに、前記複数のノードのうちの、代替えを行なった代替え元ノードの代替えアドレスを記憶するノード管理テーブル記憶ステップと、
前記網管理サーバから宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレス情報と前記宛先ノードの上位の代替え元ノードから前記宛先ノードにデータを転送するための宛先アドレス情報とを含む送信アドレスを生成する送信アドレス生成ステップと、
前記送信アドレスを含む送信データを送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とするデータ送信方法。
【請求項１０】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークのノードにおけるデータ転送方法であって、
自アドレスを記憶する自アドレス記憶ステップと、
親ノードの代替えが行なわれた場合に、代替えアドレスを記憶する代替えアドレス記憶ステップと、
送信データを受信する受信ステップと、
受信した前記送信データに含まれる送信アドレスを、当該送信アドレスの先頭部分に次の代替え元ノード又は宛先ノードまでの経路情報を含むように、更新するアドレス更新ステップと、
更新された送信アドレスを含む送信データを送信する送信ステップと、
を含むことを特徴とするデータ転送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラスタ・ツリーネットワークに関し、より詳しくは、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークにおける網管理サーバ、ノード、データ送信方法、及びデータ転送方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のノードと網管理サーバとを接続するネットワークとして、クラスタ・ツリーネットワークが知られている。図１６は、クラスタ・ツリーネットワークの構成を示すネットワーク構成図である。図１６の例では、網管理サーバ１００を頂点として、ノード１〜１０がツリー状に接続されている。各ノード１〜１０は他の１つ又は複数のノードと接続されるが、その接続には方向が定義されている。即ち、各ノード１〜１０は、接続されるノードについて親ノードか子ノードかを区別する。ノード１〜１０の各々は、１つの親ノードを有する。複数のノードのうち、ブランチノードは、１つ又は複数の子ノードを有し、リーフノードは、子ノードがなく、親ノードのみを有する。
【０００３】
このようなクラスタ・ツリーネットワークは、例えば、センサネットワークとして応用され得る。この場合には、ノード１〜１０にそれぞれセンサが接続される。クラスタ・ツリーネットワーク構造を用いることで、各ノード１〜１０がセンサの検出値を網管理サーバ１００に送信して、網管理サーバ１００で各ノードにおけるセンサ検出値を一括管理するというセンサネットワークを構成できる。例えば、センサとして、電気やガスの検針をするセンサを採用し、ノード１〜１０を住戸とすれば、各住戸における電気やガスの使用料の情報を網管理サーバ１００で一括収集でき、検針員が各住戸を廻って検針をする必要がなくなる。
【０００４】
このようなクラスタ・ツリーネットワークでは、各ノードのアドレスとして、親ノードのアドレスを一部に含むアドレスを採用できる（例えば、特許文献１を参照）。図１７は、アドレスの例を示す図である。図１７の例において、アドレスは、８位である。図１７の例のアドレス１０００において、「０」でない最も下位の数字１００１が親ノードから見た自ノードアドレスの特徴部分である。それより上位の部分１００２は、親ノードのアドレスを示す部分である。また、親ノードのアドレスを示す部分１００２の最下位を除く部分１００３はその親ノードのさらに親のノードのアドレスを示す部分である。
【０００５】
具体的には、「０」でない最も下位の数字「２」が親ノードから見た自ノードアドレスの特徴部分であり、それより上位の部分「１：２：１：１：１」は、親ノードのアドレスの実効部分であり、親ノードのアドレスを示す部分「１：２：１：１：１」の最下位「１」を除く部分「１：２：１：１」はその親ノードのさらに上位のノードのアドレスの実効部分である。
【０００６】
このようなアドレス体系によれば、各ノードのアドレスには、その上位のノードのアドレス情報が含まれており、その上位のノードのアドレス情報には、さらにその上位のノードのアドレス情報が含まれているので、各ノードのアドレスは、即ち、網管理サーバから当該ノードへの経路情報を示していることになる。
【０００７】
網管理サーバ１００には、すべての子ノードのアドレスが記憶されている。また、各ノードには、自己の親ノードのアドレス及び子ノードのアドレスが記憶されている。網管理サーバ１００は、特定のノードにデータを送信する場合には、最上位ノードに対して宛先の子ノードのアドレスを特定して送信する。図１８は、網管理サーバ１００からアドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」を有するノード１０にデータを送信する例を示している。図１８の例において、網管理サーバ１００は、ノード１０のアドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」を送信アドレスとして、データを送信する。
【０００８】
ノード１は、送信アドレスとしてアドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」を含む送信データを受信して、自アドレス「１：０：０：０：０：０：０：０」と比較して、送信アドレスに自アドレスが含まれているので、この送信データを送信する。ノード１の子ノードであるノード２及びノード３は、送信アドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」と自アドレスを比較する。ノード２では、自アドレスが「１：１：０：０：０：０：０：０」であるところ、送信アドレスにはこのアドレスが含まれていないので、ノード２はこの受信した送信データを破棄する。ノード３では、自アドレスが「１：２：０：０：０：０：０：０」であるところ、送信アドレスにはこのアドレスが含まれているので、ノード３はこのデータをさらに転送すべく送信する。
【０００９】
以下同様にして、ノード６、ノード８、及びノード１０が順に転送された送信データを受信する。送信データがノード１０に辿り着くと、ノード１０は、送信データに含まれる送信アドレスと自アドレスとが一致するので、この送信データを自分宛のデータとして受領する。
【００１０】
このように、アドレスに経路情報を含めるというアドレス体系によれば、各ノードは、自己の子ノードのアドレスを管理するだけでよく、各ノードがすべてのノードのルーティングテーブルを記憶しておく必要がなくなるので、各ノードのアドレス付与やルーティング時の負荷を軽減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、クラスタ・ツリーネットワークにおいて、上述のようにアドレスに経路情報が含まれる場合には、ネットワークの一部のリンクにおいて、通信障害等の原因によりリンクの切断が発生して、ツリー構造を変更する必要が生じた場合に、元のアドレスのままでは通信経路を指定できなくなる。即ち、一部のリンクを変更した場合には、それより下位のノードはすべてルートが変更されることになるので、変更されたリンクより下位の全てのノードのアドレスを再割り当てしなければならない。
【００１３】
図１９は、この問題を説明するネットワーク構成図である。図１９のクラスタ・ツリーネットワークは、図１６のものに対応している。図１９（ａ）は、ノード８がノード６を親ノードとしていたところ、このノード６とノード８との間に通信障害が発生して、ノード６とノード８との通信ができなくなった状況を示している。ノード８は、周囲のノードの中から新たな親ノードとなるノードを探索する。図１９（ｂ）では、ノード８は、ノード５を新たな親ノード（代替え先ノード）として決定している。
【００１４】
図２０（ａ）はネットワーク再構築前の各ノードのアドレスを示しており、図２０（ｂ）はノード８の親ノードをノード５に変更した後の各ノードのアドレスを示している。ノード８は、元々はノード６を親ノードとしていたため、図２０（ａ）に示すように、ノード８及びノード８より下位のすべてのノード（ノード９及びノード１０）は、「１：２：１：１：Ｘ：Ｘ：Ｘ：Ｘ」というアドレスを有していたが、ノード５を新たなノードとした場合には、図２０（ｂ）に示すように、ノード８のアドレスを、ノード５のアドレス「１：１：２：０：０：０：０：０」の情報を含む「１：１：２：１：０：０：０：０」とするだけでなく、ノード８の下位のすべてのノード（ノード９及びノード１０）についても、「１：１：２：１：Ｘ：Ｘ：Ｘ：Ｘ」というアドレスに変更しなければならない。
【００１５】
このように、一部のノードについて代替えをした場合には、代替えをしたノードのみならず、その下位のすべてのノードについてもアドレスを再割当てしなければならないので、ネットワークの再構成するために時間がかかってしまうという問題がある。特に、上位のノードで代替えを行う場合には、ネットワーク内の多くのノードでアドレスの再割当てをしなければならないので、問題は顕著となる。
【００１６】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できるクラスタ・ツリーネットワークを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の網管理サーバは、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークにおける網管理サーバであって、前記複数のノードの各々の自アドレスを記憶するとともに、前記複数のノードのうちの、代替えを行なった代替え元ノードの代替えアドレスを記憶するノード管理テーブル記憶部と、前記網管理サーバから宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレス情報と前記宛先ノードの上位の代替え元ノードから前記宛先ノードに前記送信データを転送するための宛先アドレス情報とを含む送信アドレスを生成する送信アドレス生成部と、前記送信アドレスを含む送信データを送信する送信部とを備えた構成を有している。
【００１８】
この構成によれば、送信データに含まれる送信アドレスに、網管理サーバから宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレス情報と宛先ノードの上位の代替え元ノードから宛先ノードにデータを転送するための宛先アドレス情報とが含まれるので、宛先ノードに送信データを送信できるとともに、網管理サーバには代替え元ノードの代替えアドレスを追加的に記憶するだけでよく、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できる。
【００１９】
また、本発明の網管理サーバにおいて、前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレスの実効部分、及び前記最上位の代替え元ノードより下位の代替え元ノードの代替えアドレスのうちの、当該代替え元ノードの上位の代替え元ノードの代替え前の自アドレスとの相違部分であってよい。
【００２０】
この構成によれば、代替え元ノードが、代替えアドレス情報に含まれる、自ノードの代替えアドレスの実効部分を、代替え前の元の自アドレスの実効部分に変更するのみで、当該代替え前の元の自アドレスの実効部分に、その下位の代替え元ノードの代替えアドレスにおける当該代替え前の元の自アドレスとの相違部分を付加した新たな代替えアドレス情報が生成されるので、代替えを行なっていないノードは、代替えを意識することなく送信データの転送を行なうことができる。
【００２１】
また、本発明の網管理サーバにおいて、前記宛先アドレス情報は、前記宛先ノードの自アドレスのうちの、前記上位の代替え元ノードの代替え前の自アドレスとの相違部分であってよい。
【００２２】
この構成によれば、最下位の代替え元ノードが、代替えアドレス情報に含まれる、自ノードの代替えアドレスの実効部分を、代替え前の元の自アドレスの実効部分に変更するのみで、当該代替え前の元の自アドレスの実効部分に、宛先ノードの自アドレスにおける当該代替え前の元の自アドレスとの相違部分を付加した新たな代替えアドレス情報が生成されるので、宛先ノードは、代替えを意識することなく送信データの受領を行なうことができる。
【００２３】
また、本発明の網管理サーバにおいて、前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレス、及び前記網管理サーバから前記宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレスに付与された識別情報であってよい。
【００２４】
この構成によれば、代替え元ノードが、代替えアドレス情報に含まれる次の代替元ノードの識別情報を参照することで、当該次の代替元ノードにデータを転送するための代替えアドレス情報が生成されるので、代替えを行なっていないノードは、代替えを意識することなく送信データの転送を行なうことができる。
【００２５】
また、本発明の網管理サーバにおいて、前記宛先アドレス情報は、前記宛先ノードが代替え元ノードでない場合は前記宛先ノード自アドレスであり、前記宛先ノードが代替え元ノードである場合はその代替えアドレスであってよい。
【００２６】
この構成によれば、最下位の代替え元ノードが、宛先アドレス情報である宛先ノードのアドレスを直接用いることで、宛先ノードまで送信データを転送できる。また、前記宛先ノードが代替え元ノードである場合は、宛先アドレス情報がその代替えアドレスであるので、識別情報は不要となり、代替え元ノードがリーフノードである場合には識別情報の付与が不要となる。
【００２７】
また、本発明の別の態様は、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークにおけるノードであって、自アドレスを記憶する自アドレス記憶部と、親ノードの代替えが行なわれた場合に、代替えアドレスを記憶する代替えアドレス記憶部と、送信データを受信する受信部と、受信した前記送信データに含まれる送信アドレスを、当該送信アドレスの先頭部分に次の代替え元ノード又は宛先ノードまでの経路情報を含むように、更新するアドレス更新部と、更新された送信アドレスを含む送信データを送信する送信部とを備えた構成を有している。
【００２８】
この構成によれば、アドレス更新部が送信データに含まれる送信アドレスを、当該送信アドレスの先頭部分に次の代替え元ノード又は宛先ノードまでの経路情報を含むように更新するので、代替えを行なっていないノードは、代替えに伴ってアドレスを変更することなく送信データの転送を行なうことができ、宛先ノードは、代替えに伴ってアドレスを変更することなく送信データの受領を行なうことができる。よって、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できる。
【００２９】
また、本発明のノードにおいて、前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレスの実効部分、及び代替え元ノードの代替えアドレスのうちの、当該代替え元ノードの上位の代替え元ノードの代替え前の自アドレスとの相違部分であってよく、前記アドレス更新部は、前記代替えアドレス情報の先頭部分に含まれる、自ノードの前記代替えアドレスの実効部分を、代替え前の元の自アドレスの実効部分に変更してよい。
【００３０】
この構成によれば、代替え元ノードが、代替えアドレス情報の先頭部分に含まれる、自ノードの代替えアドレスの実効部分を、代替え前の元の自アドレスの実効部分に変更するので、当該代替え前の元の自アドレスの実効部分に、その下位の代替え元ノードの代替えアドレスにおける当該代替え前の元の自アドレスとの相違部分を付加した新たな代替えアドレス情報が生成され、よって、代替えを行なっていないノードは、代替えを意識することなく送信データの転送を行なうことができる。
【００３１】
また、本発明のノードにおいて、前記代替えアドレス情報は、最上位の代替え元ノードの代替えアドレス、及び前記網管理サーバから前記宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレスに付与された識別情報であってよく、前記宛先アドレス情報は、前記宛先ノードの自アドレスであってよく、前記アドレス更新部は、自ノードの前記識別情報の次の識別情報がある場合には、当該次の識別情報に対応する代替えアドレスを前記代替えアドレス情報の先頭にし、自ノードの前記識別情報の次の識別情報がない場合には、前記宛先ノードの自アドレスを前記代替えアドレス情報の先頭にしてよい。
【００３２】
この構成によれば、代替え元ノードが、代替えアドレス情報に含まれる次の代替元ノードの識別情報を参照することで、当該次の代替元ノードにデータを転送するための代替えアドレス情報が生成されるので、代替えを行なっていないノードは、代替えを意識することなく送信データの転送を行なうことができる。
【００３３】
また、本発明の別の態様は、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークの網管理サーバにおけるデータ送信方法であって、このデータ送信方法は、前記複数のノードの各々自アドレスを記憶するとともに、前記複数のノードのうちの、代替えを行なった代替え元ノードの代替えアドレスを記憶するノード管理テーブル記憶ステップと、前記網管理サーバから宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレス情報と前記宛先ノードの上位の代替え元ノードから前記宛先ノードにデータを転送するための宛先アドレス情報とを含む送信アドレスを生成する送信アドレス生成ステップと、前記送信アドレスを含む送信データを送信する送信ステップとを含んでいる。
【００３４】
この構成によっても、送信データに含まれる送信アドレスに、網管理サーバから宛先ノードまでに経由する代替え元ノードの代替えアドレス情報と宛先ノードの上位の代替え元ノードから宛先ノードにデータを転送するための宛先アドレス情報とが含まれるので、宛先ノードに送信データを送信できるとともに、網管理サーバには代替え元ノードの代替えアドレスを追加的に記憶するだけでよく、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できる。
【００３５】
また、本発明の別の態様は、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークのノードにおけるデータ転送方法であって、このデータ転送方法は、自アドレスを記憶する自アドレス記憶ステップと、親ノードの代替えが行なわれた場合に、代替えアドレスを記憶する代替えアドレス記憶ステップと、送信データを受信する受信ステップと、受信した前記送信データに含まれる送信アドレスを、当該送信アドレスの先頭部分に次の代替え元ノード又は宛先ノードまでの経路情報を含むように、更新するアドレス更新ステップと、更新された送信アドレスを含む送信データを送信する送信ステップとを含んでいる。
【００３６】
この構成によっても、アドレス更新ステップにて、送信データに含まれる送信アドレスを、当該送信アドレスの先頭部分に次の代替え元ノード又は宛先ノードまでの経路情報を含むように更新するので、代替えを行なっていないノードは、代替えに伴ってアドレスを変更することなく送信データの転送を行なうことができ、宛先ノードは、代替えに伴ってアドレスを変更することなく送信データの受領を行なうことができる。よって、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるデータの送信を説明するネットワーク構成図
【図２】本発明の第１の実施の形態における網管理サーバの構成を示すブロック図
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるノード（代替えなし）の構成を示すブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるノード（代替えあり）の構成を示すブロック図
【図５】本発明の第１の実施の形態における代替えアドレスを説明するネットワーク構成図
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるノード管理テーブルを示す図
【図７】本発明の第１の実施の形態における送信アドレスを生成する処理のフロー図
【図８】本発明の第１の実施の形態における送信アドレスの生成を説明するためのネットワーク構成図
【図９】（ａ）本発明の第１の実施の形態における生成される送信アドレスの構成を示す図  （ｂ）本発明の第１の実施の形態における生成される送信データの構成を示す図
【図１０】本発明の第２の実施の形態における網管理サーバの構成を示すブロック図
【図１１】本発明の第２の実施の形態における代替え情報の通知を説明するためのネットワーク構成図
【図１２】本発明の第２の実施の形態におけるノード（代替えあり）の構成を示すブロック図
【図１３】本発明の第２の実施の形態における送信アドレスの生成を説明するためのネットワーク構成図
【図１４】（ａ）本発明の第２の実施の形態における生成される送信アドレスの構成を示す図  （ｂ）本発明の第２の実施の形態における生成される送信データの構成を示す図
【図１５】本発明の第２の実施の形態におけるデータの送信を説明するネットワーク構成図
【図１６】従来のクラスタ・ツリーネットワークの構成を示すネットワーク構成図
【図１７】従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるアドレスの例を示す図
【図１８】従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるデータの送信を説明するネットワーク構成図
【図１９】（ａ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるリンクの切断が発生した状況を示すネットワーク構成図  （ｂ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおける代替えが行なわれた状況を示すネットワーク構成図
【図２０】（ａ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるネットワーク再構築前の各ノードのアドレスを示す図  （ｂ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるネットワーク再構築後の各ノードのアドレスを示す図
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、本発明の実施の形態のクラスタ・ツリーネットワークについて、図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態のクラスタ・ツリーネットワークは、従来のものと同様に、網管理サーバを頂点として、その下にツリー状に複数のノードが接続された構成を有する。
【００４０】
以下の説明では、ノード間の接続をリンクともいう。以下の実施の形態では、ノード同士は無線で接続され、最上位のノード（中継器）と網管理サーバとは有線で接続されるが、本発明はこれに限られず、一部又は全部のノード同士が有線で接続されていてもよく、最上位のノードと網管理サーバが無線で接続されてもよい。また、以下の説明では、網管理サーバからノードへの送信を下り送信といい、ノードから網管理サーバに向けた送信を上り送信という。
【００４１】
また、以下の説明において、子ノード及び親ノード、上位及び下位という用語は、あるノード又は網管理サーバから見た相対的な概念である。従って、あるノードは、その１つ上位のノードから見ると子ノードとなり、その１つ下位のノードから見ると親ノードとなる。また、網管理サーバからあるノードへ、又はあるノードから網管理サーバにデータを送信する際の各ノードにおけるデータの転送をホップともいい、送信元からの転送の回数をホップ数ともいう。クラスタ・ツリーネットワークは、複数回のホップによってデータを伝達するマルチホップネットワークの一種である。以下、第１及び第２の実施の形態を説明する。
【００４２】
〔第１の実施の形態〕
図２は、本発明の第１の実施の形態の網管理サーバの構成を示すブロック図である。網管理サーバ１１０は、送信部１１、送信アドレス生成部１２、ノード管理テーブル１３、ノード管理テーブル更新部１４、及び受信部１５を備えている。
【００４３】
受信部１５は、直下の子ノードから送信データを受信し、そこから必要な情報を抽出する。受信部１５が受信する送信データには、通常時にツリー内のノードから送られてくる情報（例えば、検針情報等のセンサ検出値）やノードが親ノードの変更（代替え）をした際に送信されてくる代替え情報が含まれている。受信部１５は、送信データからこれらの情報を抽出する。本実施の形態では、特に、ネットワーク内で一部のノードの代替えが行なわれて、受信部１５が代替え情報を受信する場合について説明する。
【００４４】
ノード管理テーブル更新部１４は、受信部１５にて受信した代替え情報に基づいて、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルを更新する。ノード管理テーブル及びその更新については後述する。
【００４５】
送信アドレス生成部１２は、網管理サーバ１０から特定のノードにデータを送信する場合に、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルに基づいて、送信データに含める送信アドレスを生成する。送信部１１は、送信アドレス生成部１２にて生成された送信アドレスを用いて、送信データを生成して、最上位ノードに送信データを送信する。
【００４６】
図３は、ノードの構成を示すブロック図である。図３は、代替え、即ち親ノードの変更が行なわれていない通常のノード２１０の構成を示している。ノード２１０は、送信部２１１、自アドレス記憶部２１２、受信判定部２１３、及び受信部２１４を備えている。
【００４７】
受信部２１４は、下り送信の場合には、親ノードから送信データを受信して、必要な情報を抽出し、上り送信の場合には、子ノードから送信データを受信して、必要な情報を抽出する。下り送信の場合には、受信判定部２１３は、受信した送信データのヘッダ部のデータに基づいて、自アドレス記憶部２１２に記憶された自己のアドレスを参照して、送信先を判定する。具体的には、自アドレスが、送信データのヘッダ部のデータのうちの上位の部分と一致しているか否か（即ち、ヘッダ部のデータに自アドレスが含まれているか否か）によって、その送信データを受信するか否かを判定する。
【００４８】
受信判定部２１３は、自アドレスが、送信データのヘッダ部のデータのうちの上位の部分と一致している場合には、そのデータをさらに転送し、自アドレスが送信データのヘッダ部のデータと完全に一致している場合には、その送信データを自分宛のデータとして受領し、自アドレスが、送信データのヘッダ部のデータのうちの上位の部分と一致していない場合（送信データのヘッダ部に自アドレスが含まれていない場合）には、自ノード宛でなく、自ノードを経由する送信データでもないとして、受信した送信データを破棄する。
【００４９】
図４は、代替え（即ち、親ノードの変更）が行なわれた代替え元ノード２２０の構成を示している。図４において、通常ノード２１０と同じ構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。代替え元ノード２２０は、通常ノード２１０と同一の構成に加えて、アドレス更新部２２１、代替え先決定部２２２、及び代替えアドレス記憶部２２３を備えている。
【００５０】
アドレス更新部２２１は、下り送信の場合に、送信データのアドレスを更新する。アドレスの更新については後述する。代替え先決定部２２２は、親ノードとの間にリンクの切断が発生した場合に、代わりとなる新たな親ノード（代替え先ノード）を探索して決定する。代替え先ノードは、代替え元ノードからの代替えの要求に対して、代替え先ノードとなることを承認すると、自己のアドレスを含む新たな子ノードのアドレスを発行する。代替え先決定部２２２は、この発行されたアドレスを代替えアドレスとしてアドレス記憶部２２３に記憶する。
【００５１】
（代替えアドレスの付与）
図５は、代替えアドレスを説明するネットワーク構成図である。図５において、ノードＣ４は、もともと親ノードとしていたノードとの通信が不能となったため、代替え先決定部２２２が、代替え先ノードをノードＢ４として決定している。ノードＢ４のアドレスは「１：２：１：１：１：０：０：０」であり、子ノードとしてノードＢ５を有している。ノードＢ４の子ノードであるノードＢ５のアドレスは、親ノードであるノードＢ４のアドレスの実効部分を含み、当該実効部分の最後に「１」を追加した「１：２：１：１：１：１：０：０」とされている。
【００５２】
代替によってノードＢ４に新たな子ノードが追加されることになるので、ノードＢ４は、他の子ノードであるノードＢ５のアドレスとは重複しないように、ノードＢ４のアドレスの実効部分の最後に「２」を追加した「１：２：１：１：１：２：０：０」を、代替え元のノードＣ４に付与する。ノードＣ４は、この「１：２：１：１：１：２：０：０」を代替えアドレスとして、代替えアドレス記憶部２２３に記憶する。また、代替えアドレスを発行した代替え先ノードＢ４は、新たに発行した代替えアドレスと代替え元ノードＣ４の元のアドレスとを代替え情報として網管理サーバ１１０に通知する。
【００５３】
ノードＢ１においても同様に、もともと親ノードとしていたノードとの通信が不能となったため、図５の例では、代替え先決定部２２２が、代替え先ノードをノードＡ５として決定する。ノードＡ５のアドレスは「１：１：１：１：１：１：０：０」であり、子ノードとしてノードＡ６を有している。ノードＡ５の子ノードであるノードＡ６のアドレスは、親ノードであるノードＡ５のアドレスの実効部分を含み、その実効部分の最後に「１」を追加した「１：１：１：１：１：１：１：０」とされている。
【００５４】
代替えによってノードＡ５に新たな子ノードが追加されることになるので、ノードＡ５は、他の子ノードであるノードＡ６のアドレスとは重複しないように、ノードＡ５のアドレスの実効部分の最後に「２」を追加した「１：１：１：１：１：１：２：０」を、代替え元ノードＢ１に付与する。ノードＢ１は、この「１：１：１：１：１：１：２：０」を代替えアドレスとして、代替えアドレス記憶部２２３に記憶する。そして、代替えアドレスを発行した代替え先ノードＡ５は、新たに発行した代替えアドレスと代替え元ノードＢ１の元のアドレスとを代替え情報として網管理サーバ１１０に通知する。
【００５５】
図６は、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルを示す図である。ノード管理テーブルは、ノード管理テーブル更新部１４によって更新される。図６は、図５の例に対応している。即ち、ノードＢ１とノードＣ４が代替えを行なっており、これらのノードについて、代替え情報が代替え先ノードから網管理サーバ１１０に通知されている。ノード管理テーブルには、代替えアドレスを有するノード（代替え元ノード）については、元のアドレスとともに、代替えアドレスが記憶されている。
【００５６】
このように、本実施の形態では、代替えが行なわれた場合には、代替え元ノードのアドレスを、代替え先ノードのアドレスの実効部分を含むアドレスに変更するだけでよい。また、網管理サーバ１１０においても、元の各ノードのアドレスをそのまま保持し、代替えが行なわれた場合には代替え元ノードについて新たなアドレスを代替えアドレスとして追加的に記憶すればよく、代替え元ノードの下位の全てのノードのアドレスを変更する必要はない。
【００５７】
（宛先アドレスの生成）
以上のようにして代替えアドレスの付与及び記憶が行なわれた場合の網管理サーバ１１０から特定のノードへのデータの送信について説明する。図７は、網管理サーバ１１０の送信アドレス生成部１２における送信アドレスを生成する処理のフロー図である。図８は、送信アドレスの生成を説明するためのネットワーク構成図である。図９は、生成される送信アドレス及びそれを含む送信データの構成を示す図である。以下、図７〜９を参照して、送信アドレスの生成について説明する。図８及び図９は、網管理サーバ１１０からノードＣ６に送信データを送信する例を示している。
【００５８】
図７を参照して、網管理サーバ１１０の送信アドレス生成部１２は、送信データを送信すべき宛先ノードのアドレスを取得する（ステップＳ７１）。送信アドレス生成部１２は、宛先アドレスとして、ノードＣ６のアドレスである「１：３：１：１：１：１：１：０」を取得する。これをそのまま送信アドレスとすると、送信データは、最上位ノード（中継器）ＸからノードＣ１、ノードＣ２、ノードＣ３、ノードＣ４、ノードＣ５、ノードＣ６の順に転送されることになるが、Ｃ３とＣ４との間のリンクには障害が発生して接続されていないので、この転送経路ではノードＣ６まで送信データを届けることができない。ノードＣ６へは、代替えに従って、最上位ノードＸから、ノードＡ１、ノードＡ２、ノードＡ３、ノードＡ４、ノードＡ５、ノードＢ１、ノードＢ２、ノードＢ３、ノードＢ４、ノードＣ４、ノードＣ５、ノードＣ６のルートで送信データを転送していくことになる。
【００５９】
このために、送信部１１は、図９（ｂ）に示すように、アドレス部ＡＤ１に対して拡張アドレス部ＡＤ２が付加された送信データＤ１００を生成して送信する。送信データは、データ部Ｄ１０１に８バイトのヘッダ部Ｄ１０２が付加された構成を有しているが、このヘッダ部Ｄ１０２をアドレス部ＡＤ１として利用するとともに、データ部Ｄ１０１の先頭の８バイトを拡張アドレス部ＡＤ２として利用する。即ち、送信アドレス生成部１２は、送信データＤ１００に含める宛先アドレスとして、１６バイトの送信アドレスを生成する。
【００６０】
なお、拡張アドレス部ＡＤ２は、８バイトに限らず、それより長くても短くてもよい。アドレス部ＡＤ１と拡張アドレス部ＡＤ２との合計のバイト数Ｌは、代替えを含むクラスタ・ツリーネットワークにおいて許容される最大のホップ数に該当する。即ち、本実施の形態では、アドレス部ＡＤ１と拡張アドレス部ＡＤ２との合計のバイト数が１６バイトであるので、許容される最大ホップ数は１６である。
【００６１】
図７に戻って、送信アドレス生成部１２は、まず宛先ノードを注目ノードとする（ステップＳ７２）。そして、その注目ノードが代替えアドレスを有するか否かを判断する（ステップＳ７３）。具体的には、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルを参照して、代替えアドレスの有無を判断する。代替えアドレスを有しない場合には（ステップＳ７３にてＮＯ）、注目ノードが最上位ノードであるか否かを判断する（ステップＳ７４）。ここまでを図８を参照して説明すると、最初に注目ノードとされるノードＣ６には、代替えアドレスは付与されていない（代替えは行なわれていない）ので、ステップＳ７３はＮＯになり、注目ノードであるノードＣ６は最上位ノードではないので、ステップＳ７４でもＮＯとなる。
【００６２】
注目ノードが最上位ノードでない場合には、このときの注目ノードの親ノードを新たな注目ノードとして（ステップＳ７５）、ステップＳ７３に戻って、再びその新たな注目ノードが代替えアドレスを有するか否かを判断する（ステップＳ７３）。注目ノードが代替えアドレスを有する場合には（ステップＳ７３でＹＥＳ）、その代替えアドレスを有する注目ノードの元の自アドレスと宛先ノードのアドレスの相違部分を抽出する（ステップＳ７６）。
【００６３】
図８の例では、ステップＳ７５でノードＣ４が新たな注目ノードとなると、ノードＣ４には代替えアドレスがあるので、ステップＳ７３からステップＳ７６に移行して、代替え元ノードである注目ノードＣ４の元のアドレス「１：３：１：１：１：０：０：０」と宛先ノードのアドレス「１：３：１：１：１：１：１：０」の相違部分である「１：１：０」を抽出する。この相違部分は、即ち、代替え元ノードから宛先ノードまで送信データを転送するのに必要となる経路情報である。この抽出部分が、図９（ａ）に示すアドレス部分９０１である。なお、アドレス部分９０１は、本発明の宛先アドレス情報に該当する。
【００６４】
注目ノードがノードＢ１となっている場合にも同様に、ノードＢ１には代替えアドレスがあるので、ステップＳ７３からステップＳ７６に移行して、代替え元ノードである注目ノードＢ１の元のアドレス「１：２：０：０：０：０：０：０」とその前の代替え元ノードＣ４の代替えアドレス「１：２：１：１：１：２：０：０」の相違部分である「１：１：１：２」を抽出する。これを、先に抽出されているアドレス部分の前に付加する。これを示したのが、図９（ａ）に示すアドレス部分９０２である。
【００６５】
以上のようにして注目ノードが最上位ノードＸになると（ステップＳ７４でＹＥＳ）、それまでに抽出したアドレス部分のさらに前に最上位の代替え元ノードの代替えアドレスを付加する（ステップＳ７９）。これを示したのが、図９（ａ）に示すアドレス部分９０１である。送信アドレス生成部１２は、このようにして抽出して順に並べたアドレス部分９０１〜９０３を用いて、送信データの送信アドレスを生成する。具体的には、図９（ｂ）に示すように、アドレス部ＡＤ１及び拡張アドレス部ＡＤ２に、図９（ａ）に送信アドレスを付与し、１６バイト中の残りの部分は「０」とする。
【００６６】
（データの送信）
以上のようにして送信アドレスを含む送信データが生成されると、網管理サーバ１１０から宛先ノードに向けてデータが送信される。本実施の形態のクラスタ・ツリーネットワークにおいてデータの下り送信を行う場合には、代替え元ノード以外は従来と同様に送信データの転送を行なう。即ち、代替え元ノード以外の各ノードは、親ノードから送信データを受信すると、送信データのヘッダ部１０２を参照して、自分宛である場合にはその送信データを受領し、自分宛でなく自分の下位のノード宛である場合にはその送信データを下位のノードに転送する。
【００６７】
一方、親ノードを変更した代替え元ノードは、代替え先ノードから送信データを受け取ると、アドレス更新部２２１が自アドレス記憶部２１２に記憶された自アドレス及び代替えアドレス記憶部２２３に記憶された代替えアドレス２２３と受け取った送信データに含まれる送信アドレスとに基づいて送信データに含まれる送信アドレスを更新する。具体的には、代替え元ノードは、代替え先ノードから送信データを受け取ると、その送信データに含まれる送信アドレスから、その送信データを自ノードまで転送するための部分を削除する。自ノードまで転送するための部分は宛先アドレスの先頭にあるので、この先頭部分を削除する。アドレス更新部２２１は、さらに、先頭に、元の自アドレスを付加する。このように送信アドレスを更新することで、この更新後の送信アドレスは、次の代替え元ノードまでの経路情報を含むことになる。
【００６８】
図１は、データの送信を説明するネットワーク構成図である。図１を参照して具体的に説明する。図１の例は、図８に対応している。図９に示したように、網管理サーバ１１０の送信アドレス生成部１２は、送信アドレスとして、「１：１：１：１：１：１：２：１：１：１：２：１：１：０：０：０」を生成する。このうちの先頭の「１：１：１：１：１：１：２」は、Ｘ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５を経て代替え元ノードＢ１まで送信データを転送するためのアドレス情報（即ち、代替え元ノードＢ１の代替えアドレスの実効部分）であり（図９（ａ）の９０３を参照）、それに続く「１：１：１：２」は、代替え元ノードＢ１から次の代替え元ノードＣ４に送信データを転送するためのアドレス情報であり（図９（ａ）の９０２を参照）、さらにそれに続く「１：１：０」は、代替え元ノードＣ４から宛先ノードＣ６まで送信データを転送するためのアドレス情報である（図９（ａ）の９０１を参照）。なお、図９（ａ）のアドレス部分９０２及びアドレス部分９０３が、本発明の代替えアドレス情報に該当する。
【００６９】
よって、代替を行なっていないＡ１〜Ａ５は、通常通り、ヘッダ部１０２のデータに従って対応する自己の子ノードに送信データを転送することで、まずは網管理サーバ１１０から代替え元ノードＢ１まで送信データが転送される。代替え元ノードＢ１のアドレス更新部２２１は、受信した送信データに含まれる送信アドレス「１：１：１：１：１：１：２：１：１：１：２：１：１：０：０：０」の先頭の、代替えアドレス「１：１：１：１：１：１：２」と重複する部分を削除する。これによって、「１：１：１：２：１：１：０：０：０」が残る。アドレス更新部２２１は、この残った部分の先頭に、元の自アドレス「１：２：０：０：０：０：０：０」の実効部分である「１：２」を付加して、送信アドレスを「１：２：１：１：１：２：１：１：０：０：０：０：０：０：０：０」に更新する。ノードＢ１の受信判定部２１３は、通常通り、この更新された送信アドレスを含む送信データを送出する。
【００７０】
代替え元ノードＣ４でも同様に、受け取った送信データに含まれる送信アドレス「１：２：１：１：１：２：１：１：０：０：０：０：０：０：０：０」のうち、代替えアドレス「１：２：１：１：１：２」と重複する先頭部分を削除して、残ったアドレス部分「１：１：０」の前に元の自アドレスの実効部分である「１：３：１：１：１」を付加する。この結果、送信アドレスは「１：３：１：１：１：１：１：０：０：０：０：０：０：０：０：０」に更新される。そして、ノードＣ４にてこの更新された送信アドレスを含む送信データを送出することで、送信データは、ノードＣ５、ノードＣ６と転送される。ノードＣ６は、送信データに含まれる送信アドレスが自アドレスと一致するので、これを自分宛の送信データとして受領する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態のクラスタ・ツリーネットワークによれば、下り送信において、送信データの送信アドレスに、網管理サーバ１１０から最初の代替え元ノードへの転送に必要なアドレス情報と、代替え元ノードから次の代替ノードまでの転送に必要なアドレス情報（複数ある場合には複数）と、最後の代替ノードアドレスから宛先ノードへの転送に必要なアドレス情報とをこの順に含めるので、各代替え元ノードでは、宛先アドレスの先頭にある自ノードまで転送するのに必要なアドレス情報を削除して、元の自アドレスに代えることで、代替え元ノード以外のノードは、代替えを意識することなく送信データの転送又は受領を行なうことができる。よって、大規模なクラスタ・ツリーネットワークにおいて、上位のノードにおいて親ノードへのリンクが切断された場合に代替えを行うときでも、代替え元ノード及び代替え先ノードにおいて代替えアドレスの生成、記憶、及び網管理サーバへの報告が必要である以外には、他のノードにおいてアドレスを変更する必要がなく、代替え元ノード以下の子ノードのアドレスを振りなおしてネットワークの再構築を行なう必要がないため、ネットワークを再構成するための処理量を軽減できる。
【００７２】
〔第２の実施の形態〕
第１の実施の形態では、代替え時に許容する最大ホップ数を伸ばすと、拡張アドレス部ＡＤ２が増加し、その分送信データにおける実データ部分が減少してしまう。そこで、第２の実施の形態では、拡張アドレス部の増大を抑えて、代替え時に許容する最大ホップ数を極力多くする方法を提案する。
【００７３】
図１０は、第２の実施の形態の網管理サーバ１２０の構成を示すブロック図である。図１０において、第１の実施の形態の網管理サーバ１１０と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。網管理サーバ１２０は、第１の実施の形態の網管理サーバ１１０の構成に加えて、Ｐ−ＩＤ付与部１６、Ｐ−ＩＤテーブル記憶部１７、及びＰ−ＩＤ通知部１８を備えている。
【００７４】
Ｐ−ＩＤ付与部１６は、新たに発行された代替えアドレスを含む代替え情報を代替え先ノードから受けたときに、その代替えアドレスにポイントノードＩＤ（Ｐ−ＩＤ）を付与する。Ｐ−ＩＤテーブル記憶部１７には、Ｐ−ＩＤテーブルが記憶されている。Ｐ−ＩＤテーブルは、ポイントノードＩＤと代替えアドレスとの対応関係を規定したテーブルである。Ｐ−ＩＤ通知部１８は、Ｐ−ＩＤ付与部１６によって代替えアドレスにＰ−ＩＤが付与されたときに、ノードに対してＰ−ＩＤの付与を通知する。
【００７５】
（Ｐ−ＩＤの付与）
Ｐ−ＩＤ付与部１６は、代替え先ノードから新たに発行された代替えアドレスの報告を受けた場合に、その代替え元ノードが子ノードを有するノード（以下、「ブランチノード」という。）であるか否かを判断する。ブランチノードである場合には、その代替えアドレスにＰ−ＩＤを付与する。Ｐ−ＩＤ付与部１６は、代替え元ノードが子ノードを有しないノード（以下、「リーフノード」という。）である場合には、どの代替えアドレスにはＰ−ＩＤを付与しない。これは、リーフノードには、自己を宛先とする送信データしか送られてこないからである。このように、Ｐ−ＩＤが不要なリーフノードにＰ−ＩＤを付与しないことにより、付与されるＰ−ＩＤが多くなりすぎてしまうことを回避できる。
【００７６】
（Ｐ−ＩＤの通知）
新たに代替えが行われた場合には、その代替えに係る代替え元ノードに対して、その下位のノードのＰ−ＩＤと代替えアドレスとの組み合わせ（以下、「代替え情報」という。）を通知するとともに、その代替え元ノードの上位の代替え元ノードには当該新たに追加された代替え元ノードの代替え情報を通知する必要がある。このための構成を図１０とともに図１１を参照しながら説明する。
【００７７】
図１１は、代替え情報の通知を説明するためのネットワーク構成図である。図１１は、ノードＣ４が新たに代替えを行なった場合を示している。Ｐ−ＩＤ通知部１８は、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの下位のノードの中から、他の代替え先ノードがあるか否かを検索する。具体的には、Ｐ−ＩＤ通知部１８は、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルを参照して、その中に、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの自アドレスを含む代替えアドレスがあるか否かを検索する。自アドレスを含む代替えアドレスが複数ある場合（即ち、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの下位に複数の代替え先ノードがある場合）には、それらの全ての代替えアドレスを検索する。なお、図１１の例では、新たに代替えが行なわれたノードＣ４の下位のノード（ノードＣ５及びノードＣ６）には代替え先ノードはない。
【００７８】
Ｐ−ＩＤ通知部１８は、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの下位のノードに代替え先ノードがある場合には、その代替え先ノードに対応する代替え元ノードの代替え情報（Ｐ−ＩＤと代替えアドレス）を、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードに通知する。Ｐ−ＩＤ通知部１８は、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの下位のノードに複数の代替え先ノードがある場合には、それらの複数の代替え先ノードに対応する全ての代替え元ノードの代替え情報（Ｐ−ＩＤと代替えアドレス）を、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードに通知する。
【００７９】
また、Ｐ−ＩＤ通知部１８は、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの代替え先ノードの上位のノードの中から、代替え元ノードがあるか否かを検索する。具体的には、Ｐ−ＩＤ通知部１８は、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルを参照して、その中に、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの代替えアドレスの上位のアドレスを自アドレスとして含み、かつ代替えアドレスを有するノードがあるか否かを検索する。そのような代替え元ノードが複数ある場合には、それらを全て検索する。図１１の例では、代替え元ノードＣ４の代替えアドレス「１：２：１：１：１：２：０：０」の上位のアドレス「１：２：０：０：０：０：０：０」を自アドレスとして含み、かつ代替えアドレス「１：１：１：１：１：１：２：０」を有するノードＢ１が検索される。
【００８０】
Ｐ−ＩＤ通知部１８は、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの代替え先ノードの上位に代替え元ノードがある場合には、その代替え元ノードに対して、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの代替え情報を通知する。Ｐ−ＩＤ通知部１８は、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの代替え先ノードの上位に代替え元ノードが複数ある場合には、それらの全ての代替え元ノードに対して、新たにＰ−ＩＤを付与した代替え元ノードの代替え情報を通知する。図１１の例では、代替え元ノードＢ１に対して、新たに代替えが行なわれたノードＣ４の代替え情報「０ｘ２，１：２：１：１：１：２：０：０」が通知される。
【００８１】
以上の構成によって、新たに代替えが行われた場合には、代替え元ノードに対して、その下位のノードのＰ−ＩＤと代替えアドレスとの対応が通知されるとともに、その代替え元ノードの上位の代替え元ノードには当該新たに追加された代替え元ノードに付与された代替え情報が通知されるので、クラスタ・ツリーネットワークでは、Ｐ−ＩＤを付与された全ての代替え元ノードは、下位のノードの代替え情報を有していることになる。
【００８２】
図１２は、代替え元ノードの構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本実施の形態の代替え元ノード２３０は、第１の実施の形態の代替え元ノード２２０と同様の構成に加えて、さらに、代替え情報記憶部２３１を備えている。網管理サーバ１２０より通知された下位のノードの代替え情報は、代替え情報記憶部２３１に記憶される。
【００８３】
（宛先アドレスの生成）
次に、以上のようにして代替え情報の付与及び記憶がされた場合の網管理サーバ１２０から特定のノードへのデータの送信について説明する。第１の実施の形態では、宛先ノードの上位に代替え元ノードがあるか否かを判断し、ある場合にはその代替え元ノードから宛先ノードまでの転送に必要なアドレス情報を取得し、当該代替え元ノードの上位にさらに代替え元ノードがある場合には、その上位の代替え元ノードから下位の代替え元ノードまでの転送に必要なアドレス情報を取得して、これを繰り返すことで送信アドレスを生成した。本実施の形態でも基本的には同じ原理で処理が行なわれる。但し、代替え元ノードまでの経路の情報にはＰ−ＩＤを用いる。図１３は、送信アドレスの生成を説明するためのネットワーク構成図である。図１４は、生成される送信アドレス及びそれを含む送信データの構成を示す図である。以下、図１３及び図１４を参照して、送信アドレスの生成について説明する。図１３及び図１４は、網管理サーバ１２０からノードＣ６に送信データを送信する例を示している。
【００８４】
まず、図１４（ｂ）に示すように、本実施の形態の送信データの送信アドレスは、アドレス部ＡＤ３、代替え経路部ＡＤ４、及び宛先アドレス部ＡＤ５を有する。アドレス部ＡＤ３は、ヘッダ部Ｄ１０２を利用し、代替え経路部ＡＤ４及び宛先アドレス部ＡＤ５はデータ部Ｄ１０１の先頭部分を利用する。アドレス部ＡＤ３には、最初の代替え元ノードのアドレス、即ち代替えアドレスが付与される。代替え経路部ＡＤ４には、宛先ノードに達するまでに経由する代替え元ノードのＰ−ＩＤが順に並べられる。宛先アドレス部ＡＤ５には、宛先ノードのアドレスが付与される。この代替え経路部ＡＤ４に付与されるデータは、本発明の代替えアドレス情報に該当し、宛先アドレス部ＡＤ５に付与されるデータは、本発明の宛先アドレス情報に該当する。
【００８５】
このような送信アドレスを生成する手順を図１３を参照して説明する。送信アドレス生成部１２は、まず、宛先ノードであるノードＣ６の上位ノードに代替え元ノードがあるかを検索する。ノードＣ４が代替え元ノードであるので、送信アドレス生成部１２は、Ｐ−ＩＤテーブル記憶部１７を参照して、代替え経路部ＡＤ４に付与する情報として、ノードＣ４のＰ−ＩＤである「０ｘ２」を取得する。
【００８６】
次に、送信アドレス生成部１２は、ノードＣ４の代替えアドレスの上位に代替え元ノードがあるかを検索する。ノードＢ１が代替え元ノードであるので、送信アドレス生成部１２は、Ｐ−ＩＤテーブル記憶部１７を参照して、代替え経路部ＡＤ４に付与する情報として、ノードＣ４のＰ−ＩＤである「０ｘ１」を取得する。送信アドレス生成部１２は、ノードＢ１の代替えアドレスの上位に代替え元ノードがあるかを検索する。代替え元ノードが検索されることなく最上位ノードＸに到達したところで、送信アドレス生成部１２は、図９（ａ）に示す送信アドレス９００のフィールド９０５に、それまでに取得したＰ−ＩＤを取得した順に下位になるように並べて付与する。
【００８７】
送信アドレス生成部１２は、さらに最初の代替え元ノードの代替えアドレスを代替え経路の前のフィールド９０４に付与し、かつ、宛先ノードのアドレスを代替え経路の後のフィールド９０６に付与することで、送信アドレス９００を完成させる。即ち、送信アドレス９００は、最初の代替え元ノードの代替えアドレス、全ての代替え元ノードのＰ−ＩＤ、宛先ノードのアドレスからなる。なお、図９（ａ）の送信アドレスのフィールド９０４、９０５、９０６は、図９（ｂ）のアドレス部ＡＤ３、代替え経路部ＡＤ４、宛先アドレス部ＡＤ５に対応する。
【００８８】
宛先ノードが代替え元ノードである場合には、この代替え元ノードのＰ−ＩＤは、代替え経路としてフィールド９０５には付与せず、宛先アドレスとして代替えアドレスをフィールド９０６に付与する。この代替え元ノードへの経路情報は、宛先ノードのアドレス９０６に含まれているからである。例えば、図１３の例で、代替え元ノードであるノードＣ４が宛先ノードである場合には、フィールド９０５には代替え経路としてノードＣ４のＰ−ＩＤ「０ｘ２」は付与せず、フィールド９０６に宛先アドレスとしてノードＣ４の代替えアドレス「１：２：１：１：１：２：０：０」を付与する。
【００８９】
（データの送信）
以上のようにして送信アドレスを含む送信データが生成されると、網管理サーバ１２０から宛先ノードにデータが送信される。本実施の形態のクラスタ・ツリーネットワークにおいてデータの下り送信を行う場合には、代替え元ノード以外は従来と同様に送信データの転送を行なう。即ち、代替え元ノード以外の各ノードは、親ノードから送信データを受信すると、送信データのヘッダ部１０２を参照して、自分宛である場合にはその送信データを受領し、自分宛でなく自分の下位のノード宛である場合にはその送信データを下位のノードに転送する。
【００９０】
一方、親ノードの変更した代替え元ノードは、代替え先ノードから送信データを受け取ると、アドレス更新部２２１が自アドレス記憶部２１２に記憶された自アドレス及び代替え情報記憶部２３１に記憶された代替え情報に基づいて送信データに含まれる送信アドレスを更新する。具体的には、代替え元ノードは、送信データを受け取ると、その送信データに含まれる送信アドレスのうちのフィールド９０５（代替え経路部ＡＤ４）に含まれる自己のＰ−ＩＤの次のＰ−ＩＤに対応する代替えアドレスを代替え情報記憶部２３１から抽出して、フィールド９０４（アドレス部ＡＤ３）に付与する。このようにして送信アドレスを更新して送信データを送出すると、アドレス部ＡＤ３の代替えアドレスに対応する経路を通って、下位のＰ−ＩＤに対応する代替え元ノードまでデータが転送される。
【００９１】
以後、これを繰り返すことで、代替え元ノードにおいて、フィールド９０５（代替え経路部ＡＤ４）における自己のＰ−ＩＤの次が「０」になったら、フィールド９０６（宛先アドレス部ＡＤ５）の宛先アドレスをフィールド９０４（アドレス部ＡＤ３）に付与する。最後の代替え元ノードがこの送信アドレスを含む送信データを送出することで、送信データは宛先ノードに到達する。宛先ノードでは、フィールド９０４（アドレス部ＡＤ３）のアドレスが自アドレスと一致するので、この送信データを受領する。
【００９２】
図１５は、データの送信を説明するネットワーク構成図である。図１５を参照して具体的に説明する。図１５の例は、図１３に対応している。図１４に示したように、網管理サーバ１２０の送信アドレス生成部１２は、送信アドレスとして、「１：１：１：１：１：１：２：０：０ｘ１：０ｘ２：０：０：・・・：１：３：１：１：１：１：１：０」を生成する。このうちの、フィールド９０４の「１：１：１：１：１：１：２：０」は、Ｘ、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５を経て代替え元ノードＢ１まで送信データを転送するためのアドレス情報である。
【００９３】
代替え元ノードＢ１は、送信データを受信すると、フィールド９０５を参照して、自己のＰ−ＩＤ「０ｘ１」の次のＰ−ＩＤである「０ｘ２」に対応するアドレス「１：２：１：１：１：２：０：０」を代替え情報記憶部２３１から読み出して、フィールド９０４に付与する。このように更新された送信アドレスを含む送信データを送出すると、送信データはノードＢ２、ノードＢ３、ノードＢ４を経て、代替えアドレスとして「１：２：１：１：１：２：０：０」が付与された代替え元ノードＣ４まで転送される。代替え元ノードＣ４では、フィールド９０５を参照して、自己のＰ−ＩＤ「０ｘ２」の次が「０」であるので、フィールド９０６の宛先アドレス「１：３：１：１：１：１：１：０」をフィールド９０４に付与する。代替え元ノードＣ４がこのように更新された送信アドレスを含む送信データを送出すると、送信データはノードＣ５を経てノードＣ６まで転送される。ノードＣ６では、フィールド９０６のアドレスが自アドレスと一致するので、これを自分宛のデータとして受信する。
【００９４】
以上のように、本実施の形態のクラスタ・ツリーネットワークによれば、下り送信において、送信データの送信アドレスに、網管理サーバ１２０から最初の代替え元ノードのアドレスと、宛先ノードに到達するまでに経由する代替え元ノードのＰ−ＩＤと、宛先ノードのアドレスとを含めたので、各代替え元ノードでは、自己のＰ−ＩＤの次のＰ−ＩＤに対応するアドレスをアドレス部ＡＤ３に付与するので、代替え元ノード以外のノードは、代替えを意識することなく送信データの転送又は受領を行なうことができる。よって、大規模なクラスタ・ツリーネットワークにおいて、上位のノードにおいて親ノードへのリンクが切断された場合でも、代替え先ノードにおける代替えアドレスの生成、及び網管理サーバへの報告、並びに代替え元ノードにおける代替え情報の記憶等が必要である以外には、他のノードにおいてアドレスを変更する必要がなく、代替え元ノード以下の子ノードのアドレスを振りなおしてネットワークの再構築を行なう必要がないため、ネットワークを再構成するための処理量を軽減できる。また、経由する代替え元ノードのアドレス情報をそのまま送信アドレスに含めるのではなく、その識別情報であるＰ−ＩＤを送信アドレスに含めるので、送信アドレスの増大を抑えて、代替え時に許容される最大ホップ数を伸ばすことができる。
【００９５】
なお、上記の第１及び第２の実施の形態では、何れも送信アドレスを縮小するよう工夫がされていた。即ち、第１の実施の形態では、経由する代替え元ノードの代替えアドレス及び宛先ノードの自アドレスの実効部分の一部（実効部分のうちの上位の代替え元ノードからの転送に必要な部分）のみを送信アドレスに含め、第２の実施の形態では、さらに経由する代替え元ノードの代替えアドレスの識別情報を送信アドレスに含めることで、送信アドレスが増大しないようにしていた。しかしながら、これらの工夫は、送信データにおける実データ部分をより多く確保するという観点からは極めて有効であるが、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減するという観点からは、必ずしも第１及び第２の実施の形態にしなくてもよい。
【００９６】
例えば、送信アドレスには、経由する代替え元ノードの代替えアドレスをそのまま（上記の実施形態では８位のまま）、経由順に並べて、最後に宛先ノードの自アドレスを付加して、送信アドレスとしてもよい。この場合には、代替え元ノード２２０が送信データを受信すると、アドレス更新部２２１は、送信アドレスの先頭にある自ノードの代替えアドレスを削除して、次の代替え元ノードの代替えアドレスを送信アドレスの先頭に繰り上げて、送信データを転送すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本発明は、一部のノードが代替えを行った場合のネットワーク再構成のための処理量を軽減できるという効果を有し、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続され、各ノードのアドレスが当該ノードまでの経路情報を含むクラスタ・ツリーネットワークにおける網管理サーバ等として有用である。
【符号の説明】
【００９８】
１１０、１２０  網管理サーバ
１１  送信部
１２  送信アドレス生成部
１３  ノード管理テーブル記憶部
１４  ノード管理テーブル更新部
１５  受信部
１６  Ｐ−ＩＤ付与部
１７  Ｐ−ＩＤテーブル記憶部
１８  Ｐ−ＩＤ通知部
２１０  ノード（通常）
２１１  送信部
２１２  自アドレス記憶部
２１３  受信判定部
２１４  受信部
２２０  ノード（代替え元）
２２１  アドレス更新部
２２２  代替え先決定部
２２３  代替えアドレス記憶部
２３１  代替え情報記憶部
９００  送信アドレス
９０１〜９０３  アドレス部分
Ｄ１００  送信データ
Ｄ１０１  データ部
Ｄ１０２  ヘッダ部
ＡＤ１  アドレス部
ＡＤ２  拡張アドレス部
ＡＤ３  アドレス部
ＡＤ４  代替え経路部
ＡＤ５  宛先アドレス部
【図１】
2013183262.tif 000003
【図２】
2013183262.tif 000004
【図３】
2013183262.tif 000005
【図４】
2013183262.tif 000006
【図５】
2013183262.tif 000007
【図６】
2013183262.tif 000008
【図７】
2013183262.tif 000009
【図８】
2013183262.tif 000010
【図９】
2013183262.tif 000011
【図１０】
2013183262.tif 000012
【図１１】
2013183262.tif 000013
【図１２】
2013183262.tif 000014
【図１３】
2013183262.tif 000015
【図１４】
2013183262.tif 000016
【図１５】
2013183262.tif 000017
【図１６】
2013183262.tif 000018
【図１７】
2013183262.tif 000019
【図１８】
2013183262.tif 000020
【図１９】
2013183262.tif 000021
【図２０】
2013183262.tif 000022